基于ANSYS/LS-DYNA的转子铣刀茎秆切割试验

运用ANSYS/LS-DYNA软件对转子铣刀进行模态分析,避免铣刀在高速旋转下的共振现象发生。建立转子铣刀茎秆切割有限元模型,进行功耗仿真试验,采用正交试验的方法,以转子铣刀在切割茎秆时耗能为试验指标,以转子铣刀的厚度、刃角和转速为试验因素,找出耗能的显著影响因素,从而确定最优组合的转子铣刀作业参数。     

玉米穗茎联合收获台茎秆切碎输送装置设计与试验

分析了切碎输送装置结构与工作原理,建立了茎秆切口夹角、切段长度、输送效率的数学模型,并计算其理论值。鉴于作业速度变化会引起玉米秸秆喂入量的波动,对茎秆的切口夹角和切段长度,以及碎茎秆的输送效率均有明显影响,因此以作业速度为试验因素,以茎秆切口夹角、切段长度以及输送效率为试验指标,进行了田间试验,测算得出了茎秆切口夹角、切段长度、输送效率的实际值。通过数据回归,分别得出作业速度与茎秆切口夹角、切段长度、输送器输送效率实际值修正系数的理论数学模型,构建了基于田间作业速度的茎秆切碎与输送装置工程设计模型,可为同类装置设计提供参考。     

对辊式秸秆切碎装置的设计与试验

当前秸秆粉碎还田机械多为近地面作业,工作中刀片不可避免地与土壤、石块等接触,导致刀刃迅速磨损变钝,刀片不能有效地切断秸秆纤维。为此,设计了一种对辊式秸秆切碎装置,核心部件为一个带刀片辊子和一个带槽辊子。通过对切碎过程的运动与受力分析,确定刀辊半径为47.5mm,刀片数为6把,刀刃长度为3 5 0 mm,刀刃角度为2 5°,刀片厚度为5 mm,刀棱高度为1 1 mm,槽孔最小宽度为1 0 mm。制作试验台并进行了试验,结果表明:槽孔宽度对切碎效果影响显著,当对辊转速为600r/min、槽孔宽度为10mm时,切碎效果最好,玉米秸秆能够被切碎成50mm的小段,秸秆切碎长度合格率为86.80%,均满足行业标准。该研究结果为进一步优化结构、工作参数及生产考核提供了参考。     

马铃薯全垄仿形式茎叶切碎刀辊设计与试验

针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具-茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1 450 r/min、作业速度为3.5～6.7 km/h、刀辊离地距离为285～317 mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。     

马铃薯全垄仿形式茎叶切碎刀辊设计与试验

针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具-茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1450r/min、作业速度为3.5～6.7km/h、刀辊离地距离为285～317mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。     

整杆式巨菌草双圆盘切割装置动力学研究与参数优化

巨菌草收获机切割器的模型与工作参数直接影响到收割能耗与质量。基于虚拟样机设计技术与切割仿真理论，利用ugnx1847参数化建立整杆式巨菌草双圆盘切割器三维实体模型及巨菌草物理模型，在adams/view模块中将巨菌草茎秆柔性化，导入adams中完成虚拟样机设计并进行刚柔耦合动力学仿真分析，试验验证虚拟样机设计及仿真的正确性。以刀盘倾角、刀片刃角、刀盘转速为影响因素，切割茎秆的切割力为评价指标表征切割损耗，对影响切割力与切割损耗的因素设计三因素三水平虚拟正交试验，运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析。结果表明：切割器转速为480 r/min，刀片刃角为25°，刀盘倾斜角为2°时，切割力为最低水平266 N，切割损耗有效降低，为巨菌草切割器关键部位的优化设计提供理论和试验依据。     

青贮玉米饲料籽粒破碎试验台设计与试验

为研究青贮玉米籽粒破碎机理,采用理论计算、三维建模和性能试验相结合的方法,设计喂入速度、破碎辊转速和对辊间隙等参数可调的青贮玉米饲料籽粒破碎试验台,主要工作部件包括喂入碾压机构、切碎滚筒装置和对辊式籽粒破碎装置,可对全株青贮玉米一次性完成秸秆传送、喂入压平、切碎抛送和籽粒破碎等工作流程。试验结果表明:当喂入速度为2 m/s、上破碎辊主轴转速为2 600 r/min时,秸秆切碎长度为21.79 mm,切碎长度合格率为95.9%,籽粒破碎率为96.3%,各项指标均符合国家标准和行业标准要求,可为籽粒破碎装置的设计提供理论依据和技术参考。     

基于圆盘式切割器的木薯茎秆切割试验研究

以收获期木薯茎秆为研究对象,在自行研发的切割试验台上进行木薯茎秆切割试验,通过对刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速、机器前进速度等因素对最大切割力及功耗等指标进行单因素、多因素试验。试验结果表明:刀片数量对茎秆切割影响不大;最大切割力与刀片刃角、刀盘倾角、切割角、刀盘转速及机器前进速度相关;随着刀片刃角、切割角及机器前进速度的增大,最大切割力增大;随着刀盘倾角及刀盘转速的增大,最大切割力呈减小趋势。     

玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊设计与试验

为提高玉米秸秆皮瓤分离效率,达到皮瓤分类利用,以秸秆群为研究对象,设计辊齿式碾压揭皮辊,实现秸秆皮瓤有效分离。采用密度理论法(SIMP)设计了辊齿式碾压揭皮辊,并进行了有限元模拟仿真分析,确定了碾压揭皮辊半径为33 mm,齿型刀片齿刃高2 mm、厚度2 mm、刃角30°。为寻找最佳参数组合,以皮瓤分离率为试验指标,碾压揭皮辊转速、辊齿间隙、切段长度为试验因素,进行二次回归正交旋转组合设计试验。运用Design-Expert进行试验数据处理与分析,建立评价指标与试验因素之间的数学模型,并对参数进行优化,确定玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊的最佳参数组合为:碾压揭皮辊转速为295 r/min,辊齿间隙为5 mm,切段长度为22 mm时,皮瓤分离率为85%。经试验验证,试验结果与分析结果基本一致。     

玉米收获机激振摘穗装置设计与试验

针对当前玉米果穗收获存在损伤大、效率低的问题,在原来激振摘穗技术研究的基础上,从激振辊夹持果柄实现激振波有效传递入手,结合激振摘穗实现果-茎分离的条件,开发了基于椭圆截面的新型摘穗装置,确定了该型摘穗辊结构参数的设计方法;根据激振摘穗过程中产生的激振波波形确定了椭圆激振辊的布局和结构参数,建立了椭圆激振摘穗试验台;通过正交试验确定了影响摘穗质量（果穗啃伤率、落粒率和茎秆折断率）的主次因素依次为激振辊长短径之比、激振辊基圆直径、摘穗辊转速;确定了较优组合,即当激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5cm、摘穗辊转速为1000r/min时,果穗啃伤率为0.38%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.49%,均低于国家玉米收获机械技术标准要求。在较优参数组合下进行了试验验证,结果表明激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5cm、摘穗辊转速为1000r/min时,果穗啃伤率为0.39%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.48%,与前期试验结果基本保持一致。     

玉米穗茎兼收割台切碎装置参数优化

针对玉米穗茎兼收割台的需求,设计了一种横置滚筒式茎秆切碎装置,并对其切碎性能及割台摘穗性能进行了试验研究。通过对切碎装置工作原理的分析,确定在拉茎速度与切碎滚筒转速比值一定的条件下,以机器作业速度、动刀切割前角、切碎滚筒转速为自变量,以玉米果穗损失率、籽粒破碎率、籽粒损失率、茎秆平均切段长度和几何标准差为试验指标,利用Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理,进行了3因素3水平正交旋转组合田间试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行了响应面分析和回归分析,得到试验指标与试验因素间的数学模型。试验结果表明：机器作业速度和切碎滚筒转速与5个试验指标有二次非线性关系,动刀切割前角仅与茎秆平均切段长度、几何标准差有二次非线性关系,因素的交互项中仅机器作业速度与切碎滚筒转速的交互项对籽粒破碎率、茎秆平均切段长度有显著影响。对切碎滚筒转速进行圆整,得到最优参数组合为：机器作业速度为1.35m/s,动刀切割前角为52°,切碎滚筒转速为1350r/min,此时果穗损失率为1.1%,籽粒破碎率为0.23%、籽粒损失率为0.74%、茎秆平均切段长度为30.73mm、几何标准差为1.28。与田间试验结果对比可知,回归模型有很好的可靠性。将最优组合试验结果与优化前的参数组合（机器作业速度为1.11m/s,动刀切割前角为53°,切碎滚筒转速为1657r/min）得到的结果进行比较可知：优化后较优化前果穗损失率降低0.4%,籽粒破碎率降低0.784%,籽粒损失率降低1.318%,茎秆平均切段长度缩短12.20mm,几何标准差减少0.34。优化后试验指标低于标准规定的指标值,满足设计要求。     

切碎灭茬还田机的研制

国家专利产品4JQM-110型玉米秸秆切碎灭茬还田机,配套动力50-80马力拖拉机,后置双行作业,结构原理独特,利用卧式高速旋转刀,同时完成秸秆切碎和灭茬保墒复式作业,属国内独创.经省级农机专家鉴定,技术属国际领先.灭茬机构模仿人工用钣镢收获玉米秸秆的过程,把砍切刀设计成卧式高速旋转刀,使收获玉米秸秆的过程高速连续化,完成灭茬覆土保墒作业;秸秆切碎机构模仿人工用铡刀铡切玉米秸秆的过程把切刀设计成卧式高速旋转刀,使切碎秸秆过程高速连续化完成秸秆切碎作业.     

农作物秸秆的利用现状及发展前景

综合阐述了农作物秸秆在国内外的利用现状，对主要利用方法的优缺点进行了分析，并针对秸秆未来的综合利用提出了构想。     

农作物秸秆的利用现状及发展前景

综合阐述了农作物秸秆在国内外的利用现状,对主要利用方法的优缺点进行了分析,并针对秸秆未来的综合利用提出了构想.     

农作物秸秆饲料的开发研究

我国秸秆资源丰富，将秸秆加工成草饲料，提高秸秆利用率，对发展节粮型畜牧业、保护生态环境具有现实意义。本文论述了秸秆利用及秸秆饲料开发现状，介绍了秸秆饲料的加工利用方法，旨在推广秸秆饲料加工新技术，提高秸秆饲料产业化水平。     

农作物秸秆饲料的开发研究

我国秸秆资源丰富,将秸秆加工成草饲料,提高秸秆利用率,对发展节粮型畜牧业、保护生态环境具有现实意义.本文论述了秸秆利用及秸秆饲料开发现状,介绍了秸秆饲料的加工利用方法,旨在推广秸秆饲料加工新技术,提高秸秆饲料产业化水平.     

棉秆粉碎收割机的设计

虽然棉秆具有多种利用价值,但由于不能得到机械化回收,使其作用尚未得到充分发挥.为此,提出一种棉秆收割、粉碎、收获为一体的机械设计方法,包含了工作原理、方案设计、传动设计和主要零部件设计.该机采用立式滚筒刀组切断与横式滚筒粉碎相结合的方法,可方便地控制棉秆的粉碎程度.该机的研制成功将为发展绿色农业、实现农业的深加工提供充足的和必需的原材料.     

秸秆切碎灭茬机的模型研究与参数优化

针对双轴击切式秸秆切碎灭茬机破碎秸秆和根茬时存在的问题，提出单轴压切原理和非等长刀切碎模型，并对秸秆切碎灭茬机的关键参数进行了优化设计，该机田间试验表明，秸秆切碎率达91．4％，根茬破碎率达86．5％。